SMD真空拾取头设计与优化

摘要

进入21世纪以来，中国已成为全球最大、最重要的SMT（Surface Mount Technology，表面贴装技术）市场。SMT产品与装备是半导体封装产业的关键环节，对应要求SMD（Surface Mounted Devices，表面安装器件）元件高效、稳定、准确的拾取、转移和放置。拾取头的作用便是拾取和放置SMD元器件。由于SMD元件种类繁多、尺寸多样，工艺中迫切需要具有良好适应性的拾取头。本文主要对SMD拾取头进行设计与优化，开发出了适用于SMD检测、转移系统的多适应性拾取头。通过结构设计、数值仿真计算和实验测试等研究，取得了以下成果：
　　1)设计了创新的吸嘴组件，更大范围地适应多种尺寸的SMD元器件，避免了因SMD类型变化导致的频繁更换吸嘴的工作，提高了生产效率。
　　2)仿真分析了吸嘴特征参数对拾取流场的影响，基于Fluent软件的仿真结果表明：在直径突变的地方添加倒角并不能对吸嘴外流场产生明显的影响；接通的通气孔数越多，压力分布越均匀，真空度越高，越有利于拾取SMD元器件；吸嘴通气孔的直径越大，吸嘴口部的压力分布越不均匀，但是吸嘴口部的真空度越高；吸嘴口部的凹槽越深，它的压力分布越均匀。
　　3)实测验证了所设计方案和仿真结论，通过在安装新拾取头的SMD检测设备上进行实验，获得如下结论：拾取头的多适应性实验验证了拾取头设计的合理性；获得了进气压力和真空度的关系对应表，为以后检测设备是否漏气提供了数据支持；分析了拾取头拾取芯片的不同错误产生的原因，为以后设备故障的分析提供了相应地参数依据和技术支持。
　　总之，本课题所设计适应性拾取头结构和分析结论能够满足SMD转移工艺的广泛需求，并已在实际检测设备上得到验证。

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1 绪论

1.1 课题来源

1.2 课题背景和意义

1.3 国内外研究现状

1.4 本文主要研究内容

2 多适应性拾取头设计及关键部件计算选型

2.1 引言

2.2 多适应性拾取头结构方案设计

2.3 多适应性吸嘴结构设计

2.4 多适应性拾取头真空方案设计

2.5 关键部件计算选型与受力分析

2.6 小结

3 吸嘴结构与流场仿真优化

3.1 计算流体动力学基础

3.2 多适应性吸嘴建模和流域确定：

3.3 最佳拾取高度分析

3.4 多适应性吸嘴形状尺寸优化

3.5 小结

4 设计实现与调试应用分析

4.1 多适应性拾取头设计实现

4.2 拾取头真空度实验

4.3 拾取头多适应性对比实验

4.4 拾取头拾取元器件效果分析

4.5 本章小结

5 总结和展望

5.1 全文总结

5.2 工作展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间申请发明专利成果目录